الكيمياء

نشاط عملي يوّضح كيفية اكتشاف كمية الحديد المتواجدة في حبوب وجبة الفطور

2011 الكيمياء في حياتنا اليومية

غريس ودفورد

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

الحديد وجبة الفطور الكيمياء

الأهداف:

1- فصل الحديد عن حبوب وجبة الفطور.

2- المقارنة بين كميات الحديد الموجودة في الحبوب المختلفة

 

الأدوات التي تحتاجها:

– حبوب مقوية ذات نسبة عالية من الحديد مثل رقائق الذرة

– كوب قياس

– أكياس شطائر مزوّدة بسحاب

– مطرقة لحوم

– وعاء

– ماء

– ملعقة

– قلم رصاص مزود بممحاة

– مغناطيس

– كيس بلاستيكي صغير

– شريط لاصق

– مناديل ورقيّة

 

خطوات العمل:

1- خذ قياس مقدار كوب واحد من الحبوب (رقائق الذرة)، ثم ضعها في كيس بلاستيكي مزود بسحّاب. اكبس الكيس حول الرقائق بهدف إفراغه من الهواء، ثم أغلقه بإحكام.

2– استخدم المطرقة برفق لسحق رقائق الحبوب.

3- أفرغ مسحوق الحبوب في وعاء، ثم أضف مقدار كوب واحد من الماء وحرك المزيج جيداً.

4- ألصق المغناطيس بطرف ممحاة قلم الرصاص، ثم غلفه بالكيس البلاستيكي الصغير وثبته بواسطة الشريط اللاصق.

5- حرّك مسحوق الحبوب لمدة عشر دقائق بواسطة قلم الرصاص الذي قمت بتثبيت المغناطيس على ممحاته، إذا كنت تقوم بهذه التجربة في درس العلوم فيمكنك اختصار الجهد الذي يبذله ذراعك عند التحريك مستعيناً بقضيب مغناطيسي وطبق خاص بالتحريك.

6- أخرج المغناطيس وامسح الكيس بواسطة منديل ورقي. لابدّ أنك ستشاهد مسحوقاً صلباً أسود اللون على المنديل، هذا هو معدن الحديد. يمكنك إعادة التجربة في نشاط المتابعة مستخدماً أنواعاً أخرى من الحبوب.

 

كرر التجربة الأساسية مستخدماً مجموعة مختلفة من  حبوب الفطور لمعرفة أي منها يحتوي على كمية أكبر من الحديد.

1- استخدم لكل نوع من أنواع الحبوب مقدار كوب واحد، ثم اسحق الحبوب داخل كيس نظيف محكم الإغلاق لما في ذلك من أهمية للحصول على نتائج أكثر دقة.

2- انقل الحبوب المسحوقة إلى وعاء وأضف إليها مقدار كوب واحد من الماء واخلط المزيج جيداً. يمكنك استخدام مغناطيس مغلف بالبلاستيك من أجل فصل الحديد عن الحبوب.

 

تحليل النشاط:

لابدّ أنك تمكنت من إزالة القليل فقط من الحديد الموجود في الحبوب بما أنك استخدمت في هذه التجربة مقدار كوب واحد من رقائق الحبوب، وهي كمية تساوي حصة واحدة لشخص واحد.

يحتاج جسمك إلى الحديد الذي يكون على هيئة حديد ثنائي التكافؤ، والذي ينتج أيونات الحديد عندما تفقد كل ذرّة من ذرّاته اثنين من إلكتروناتها، ومع ذلك نجد أن معظم حبوب الفطور تحتوي على نثرات صغيرة من معدن الحديد (ذرّات وليست أيونات).

تتفاعل هذه الجسيمات الحديدية الصغيرة مع حمض الهيدروكلوريك والمواد الكيميائية الأخرى الموجودة في المعدة وتتبدل إلى شكل يستطيع جسمك استخدامه لصنع الهيموغلوبين والمركّبات الأساسية الأخرى.

 

عندما قمت بمزج الحبوب المسحوقة مع الماء فقد أنتجت مادة يطلق عليها الكيميائيون اسم الروبة“، وهي مزيج من مادة صلبة وماء، لكن هذه المادة يتعذر ذوبانها في الماء.

ولو أنك قمت بتطبيق المجال المغناطيسي على الحبوب فقط، لما كانت قوة المغناطيس كافية لجذب جسيمات الحديد الملتصقة برقائق الحبوب، ولكن عندما قمت بسحق تلك الرقائق ومزجها مع الماء لتكوّن الروبة“، فإنك بذلك ”حررت“، جسيمات الحديد من الحبوب كي يستطيع المغناطيس جذبها نحوه.

إن الحديد الموجود في بعض أنواع الحبوب يكون على شكل مسحوق ناعم جداً، وفي هذه الحالة ستشاهد ما يشبه طبقة رقيقة من الحديد على المغناطيس بدلاً من رقائق أو نثرات صغيرة.

 

من الضروري الحصول على ما يكفي من الحديد في نظامك الغذائي، لأنك إذا لم تتناول الكمية الصحيحة من الحديد، فلن يستطيع جسمك إنتاج كمية كافية من الهيموغلوبين، وبالتالي سيعجز دمك عن الحصول على كفايته من الأكسجين.

وقد تصاب بنقص الحديد (فقر الدم)، وهي حالة تجعلك تشعر بالتعب والوهن طوال الوقت. إن النساء أكثر عرضة للإصابة بفقر الدم وذلك بسبب فقدانهم لخلايا الدم الحمراء شهرياً أثناء فترة الحيض.

 كما تصاب بعض النساء بفقر الدم أثناء فترة الحمل. ويحتاج الأطفال أيضاً إلى الكثير من الحديد لأنهم معرضون للإصابة بفقر الدم، لا سيما في البلدان الفقيرة بسبب صعوبة حصول أولئك الأطفال على الأغذية الطازجة الغنية بالحديد.

 

ورغم أن فقر الدم هو من أكثر الأمراض شيوعاً في العالم إلا أن معالجته تعدّ سهلة في حال تناول بعض المواد المكملة لنقص الحديد.

تعلن العديد من الشركات المصنّعة للحبوب أنها تزود منتجاتها بما يلزم من الاحتياجات اليومية من المعادن والفيتامينات بنسبة مئة في المئة في كل وجبة.

 

وإذا كنت تتناول الحبوب التي توفر لك كامل احتياجاتك اليومية من الحديد، فينبغي أن تمتنع عن تناول مكمّلات الحديد لأن الإفراط في تناول الحديد يمكن أن يسبب المشكلات الصحية، مثل الفشل الكلوي.

ويكمن الحل الأمثل للحصول على الحديد في تناول البطاطا والخضروات ذات الأوراق الخضراء والخبز الأسمر واللحم الهبر (الخالي من الدهون) وفيتامين C (مثل البرتقال) في الوجبة ذاتها.

 

  ما العمل اذا لم ينجذب الحديد للمغناطيس ؟

حاول تكرار التجربة مع إضافة كمية أكبر من الماء للحبوب والتحريك لمدة أطول مستخدماً لذلك مغناطيساً أقوى.

يمكنك أيضاً إلقاء المغناطيس مباشرة في الحبوب والتحريك بواسطة ملعقة بلاستيكية، ثم حاول التقاط المغناطيس بعناية وإخراجه من الوعاء، وضعه فوق منديل ورقي. قد تضطر لإزالة بعض قطع الحبوب العالقة على المنديل الورقي.

 

الجدول الدوري

يبين الجدول الدوري ضمن لائحة كل العناصر بالترتيب تبعاً لعددها الذرّي، وهو عدد البروتونات في ذرّاتها.

ويرتكز هذا الجدول على جدول مماثل أعدّه العالم الروسي (ديمتري ميندليف) (1834 – 1907).

في عام 1869 حين بلغ عدد العناصر المعروفة آنذاك 63 عنصراً فقط، لكن الثغرات التي تركها (ميندليف) سدّها اكتشاف عناصر جديدة.

تمتلك العناصر الموجودة في العمود أو المجموعة نفسها خصائص متماثلة، ونجد في الطبيعة اثنين وتسعين عنصراً، وقام الفيزيائيون بإنتاج أكثر من عشرين منها في المختبرات.

مجلة العلوم
‫‪عناقيد الحالات: لغز رئيسي من ألغاز جائحة كورونا
قلم:      كاي كوبفرشميدت
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
تغطية مجلة ساينس Science لكوفيد-19 بدعم من مركز بوليتزر Pulitzer Centre
في 10 مارس، عندما التقى 61 شخصًا للتدريب على التراتيل بكنيسة  في ماونت فيرنون بواشنطن، بدا كل شيء طبيعيًا. ولمدة ساعتين ونصف الساعة أنشد المنشدون، وتناولوا الكعك والبرتقال، وأنشدوا مرة أخرى. ولكن أحدهم كان يعاني منذ ثلاثة أيام ما يبدو كأنه زكام، والذي تبين فيما بعد أنه كوفيد-19 COVID-19. وفي 12 مايو نشرت ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪هل أنت سجين "غرف الصّدى"؟
. عمّار العاني باحث في المعلوماتية وتأثير وسائل التواصل الاجتماعي، سورية
في الوقت الذي تظهر فيه معظم الأبحاث العلمية أن ظاهرة الاحترار العالمي والتغير المناخي حقيقة مؤكدة، فإن نحو 15% من الجمهور لا يصدق هذه النظرية ويعتبرها خدعة من قبل الحكومات. وتظهر الإحصاءات أن نحو 5% من الأهالي يمتنعون عن تقديم اللقاحات الأساسية لأطفالهم إيماناً منهم بأخطارها، على الرغم من التوافق شبه الكامل في الأوساط الطبية على أن هذه المخاوف لا أساس لها.
   ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪"سرعة خاطفة": جهود أمريكية لإنتاج اللقاح تخرجإلى العلن
قلم:       جون كوهين
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
الحكمة المتعارف عليها هي أن إنتاج لقاح لكوفيد-COVID-19 19 لن يكون ممكنا قبل سنة على الأقل من الآن، ولكن جهود الجهات التنظيمية في حكومة الولايات المتحدة، والتي تعرف بعملية السرعة الخاطفة  Operation Warp Speed أو أسرع من الضوء، لا تنطبق عليها هذه الحكمة التقليدية. وهذا المشروع،  المبهم حتى الآن، والذي من المرجح أن يُعلِن عنه البيت الأبيض رسميًا في الأيام القادمة، سيختار مجموعة متباينة ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪الإشكاليات الطبية لمرض كوفيد 19
. جمال المطر اختصاصي في أمراض الأذن والأنف والحنجرة، الكويت
تعد الكائنات الحية الدقيقة والفيروسات من العوامل الممرضة الشائعة للإنسان، ويتميز بعضها عن بعض بعدد من الخصائص والسمات. فبعض الفيروسات يصيب النباتات وبعضها يصيب الحيوانات، وهناك أنواع تصيب الإنسان مسببة له أمراضاً متنوعة مثل متلازمة عوز نقص المناعة المكتسبة الإيدز، والتهاب الكبد الفيروسي، والحصبة. ويشهد العالم حاليا أول جائحة يسببها فيروس كورونا الذي ينتمي إلى فصيلة فيروسات واسعة ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪أصبح العدو القديم حليفًا .. استخدام الفيروسات في علاج السرطان
. خالد صنبر، د. معتصم البارودي، د. نبيل أحمد باحثون في مجال الأمراض والفيروسات بكلية الطب في هيوستن، الولايات المتحدة
على الرغم من كونها أكثر الكائنات بساطًة فإن الفيروسات أتقنت عملية التطور بصورة مذهلة؛ فقد أتاح استغلال تلك المخلوقات الدقيقة لمخلوقات أكثر تعقيدًا، لحاجتها إلى التكوينات الخلوية، قدرة كبيرة لها على اجتياز العقبات التطورية. ففي جينومنا الخاص، اتخذت الفيروسات مخبئًا لإحدى أكثر الرحلات نجاحًا عبر الزمن، إذ يعتقد أن نحو %10 من ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪قصة الفيروسات .. 3 رواد أسهموا في اكتشافاتها المذهلة
. إسلام حسين باحث في مجال الفيروسات في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، الوريات المتحدة
يعتبر أواخر القرن التاسع عشر العصر الذهبي لعلم الميكروبيولوجيا علم الأحياء المجهرية، إذ شهد اكتشافات كثيرة عن بعض أنواع المكروبات، وتحديدا البكتيريا والفطريات. وأدت هذه الاكتشافات إلى تكوين نظرية شمولية عن الميكروبات، تعرف بنظرية الجراثيم germ theory، التي بنيت على معلومات توفرت لدى العلماء في ذلك الوقت. افترضت هذه النظرية توفر بعض الخصائص في أي مسبب ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪عناقيد الحالات: لغز رئيسي من ألغاز جائحة كورونا
قلم:      كاي كوبفرشميدت
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
تغطية مجلة ساينس Science لكوفيد-19 بدعم من مركز بوليتزر Pulitzer Centre
في 10 مارس، عندما التقى 61 شخصًا للتدريب على التراتيل بكنيسة  في ماونت فيرنون بواشنطن، بدا كل شيء طبيعيًا. ولمدة ساعتين ونصف الساعة أنشد المنشدون، وتناولوا الكعك والبرتقال، وأنشدوا مرة أخرى. ولكن أحدهم كان يعاني منذ ثلاثة أيام ما يبدو كأنه زكام، والذي تبين فيما بعد أنه كوفيد-19 COVID-19. وفي 12 مايو نشرت ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪المادة السلبية.. أسرع من إيقاع الضوء والزمن
.أحمد مغربي طبيب ومترجم وكاتب متخصص بالموضوعات العلمية، لبنان
هل يمكن السفر بأسرع من الضوء؟ إذا كان إيقاع الزمن يسير بسرعة الضوء، وفق نظرية آينشتاين عن النسبية، ألا يكون التحرك بسرعة الضوء أو أكثر سفراً في الزمن أيضاً؟ أليس بموجب معادلة آينشتاين الشهيرة عن المادة والطاقة E=a.mc2 تتبدد المادة وتتحوّل إلى طاقة صرفة عندما تصل إلى التحرّك بسرعة الضوء، فكيف يمكن التنقل أسرع من الضوء من دون حدوث ذلك؟
 يألف عُشاق السينما أفلاماً عن آلة ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪"سرعة خاطفة": جهود أمريكية لإنتاج اللقاح تخرجإلى العلن
قلم:       جون كوهين
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
الحكمة المتعارف عليها هي أن إنتاج لقاح لكوفيد-COVID-19 19 لن يكون ممكنا قبل سنة على الأقل من الآن، ولكن جهود الجهات التنظيمية في حكومة الولايات المتحدة، والتي تعرف بعملية السرعة الخاطفة  Operation Warp Speed أو أسرع من الضوء، لا تنطبق عليها هذه الحكمة التقليدية. وهذا المشروع،  المبهم حتى الآن، والذي من المرجح أن يُعلِن عنه البيت الأبيض رسميًا في الأيام القادمة، سيختار مجموعة متباينة ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪قصة الفيروسات .. 3 رواد أسهموا في اكتشافاتها المذهلة
. إسلام حسين باحث في مجال الفيروسات في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، الوريات المتحدة
يعتبر أواخر القرن التاسع عشر العصر الذهبي لعلم الميكروبيولوجيا علم الأحياء المجهرية، إذ شهد اكتشافات كثيرة عن بعض أنواع المكروبات، وتحديدا البكتيريا والفطريات. وأدت هذه الاكتشافات إلى تكوين نظرية شمولية عن الميكروبات، تعرف بنظرية الجراثيم germ theory، التي بنيت على معلومات توفرت لدى العلماء في ذلك الوقت. افترضت هذه النظرية توفر بعض الخصائص في أي مسبب ... (قراءة المقال)